抑制尖峰干擾最常用的方法(控制系統設計中抗干擾是非常重要的問題,試給出3種常見的干擾形式)
1.控制系統設計中抗干擾是非常重要的問題,試給出3種常見的干擾形式
干擾都是連續(xù)的交流50 Hz工頻干擾。
意外的瞬時干擾 意外瞬時干擾主要在電氣設備操作時發(fā)生，如合閘或分閘等，有時也在伴隨雷電發(fā)生或無線電設備工作瞬間產生。干擾可粗略地分為3個方面： （a）局部產生（即不需要的熱電偶）；（b）子系統內部的耦合（即地線的路徑問題）； （c）外部產生（Bp電源頻率的干擾）。
干擾現象 在應用中，常會遇到以下幾種主要干擾現象： （1）發(fā)指令時，電機無規(guī)則地轉動； （2）信號等于零時，數字顯示表數值亂跳；（3）傳感器工作時，其輸出值與實際參數所對應的信號值不吻合，且誤差值是隨機的、無規(guī)律的； （4）當被測參數穩(wěn)定的情況下，傳感器輸出的數值與被測參數所對應的信號數值的差值為一穩(wěn)定或呈周期性變化的值； （5）與交流伺服系統共用同一電源的設備（如顯示器等）工作不正常。 干擾進入定位控制系統的渠道主要有兩類：信號傳輸通道干擾，干擾通過與系統相聯的信號輸入通道、輸出通道進入；供電系統干擾。
信號傳輸通道是控制系統或驅動器接收反饋信號和發(fā)出控制信號的途徑，因為脈沖波在傳輸線上會出現延時、畸變、衰減與通道干擾，所以在傳輸過程中，長線的干擾是主要因素。任何電源及輸電線路都存在內阻，正是這些內阻才引起了電源的噪聲干擾，如果沒有內阻，無論何種噪聲都會被電源短路吸收，線路中也不會建立起任何干擾電壓；此外，交流伺服系統驅動器本身也是較強的干擾源，它可以通過電源對其它設備進行干擾。
三、抗干擾的措施 1、供電系統的抗干擾設計 對傳感器、儀器儀表正常工作危害最嚴重的是電網尖峰脈沖干擾，產生尖峰干擾的用電設備有：電焊機、大電機、可控機、繼電接觸器、帶鎮(zhèn)流器的充氣照明燈，甚至電烙鐵等。尖峰干擾可用硬件、軟件結合的辦法來抑制。
（1）用硬件線路抑制尖峰干擾的影響常用辦法主要有三種： ①在儀器交流電源輸入端串入按頻譜均衡的原理設計的干擾控制器，將尖峰電壓集中的能量分配到不同的頻段上，從而減弱其破壞性； ②在儀器交流電源輸入端加超級隔離變壓器，利用鐵磁共振原理抑制尖峰脈沖； ③在儀器交流電源的輸入端并聯壓敏電阻，利用尖峰脈沖到來時電阻值減小以降低儀器從電源分得的電壓，從而削弱干擾的影響。 （2）利用軟件方法抑制尖峰干擾對于周期性干擾，可以采用編程進行時間濾波，也就是用程序控制可控硅導通瞬間不采樣，從而有效地消除干擾。
（3）實行電源分組供電，例如：將執(zhí)行電機的驅動電源與控制電源分開，以防止設備間的干擾。（4）采用噪聲濾波器也可以有效地抑制交流伺服驅動器對其它設備的干擾。
該措施對以上幾種干擾現象都可以有效地抑制。（5）采用隔離變壓器 考慮到高頻噪聲通過變壓器主要不是靠初、次級線圈的互感耦合，而是靠初、次級寄生電容耦合的，因此隔離變壓器的初、次級之間均用屏蔽層隔離，減少其分布電容，以提高抵抗共模干擾能力。
（6）采用高抗干擾性能的電源，如利用頻譜均衡法設計的高抗干擾電源。這種電源抵抗隨機干擾非常有效，它能把高尖峰的擾動電壓脈沖轉換成低電壓峰值（電壓峰值小于TTL電平）的電壓，但干擾脈沖的能量不變，從而可以提高傳感器、儀器儀表的抗干擾能力。
2、信號傳輸通道的抗干擾設計 （1）光電耦合隔離措施 在長距離傳輸過程中，采用光電耦合器，可以將控制系統與輸入通道、輸出通道以及伺服驅動器的輸入、輸出通道切斷電路之間的聯系。如果在電路中不采用光電隔離，外部的尖峰干擾信號會進入系統或直接進入伺服驅動裝置，產生第一種干擾現象。
光電耦合的主要優(yōu)點是能有效地抑制尖峰脈沖及各種噪聲干擾，使信號傳輸過程的信噪比大大提高。干擾噪聲雖然有較大的電壓幅度，但是能量很小，只能形成微弱電流，而光電耦合器輸入部分的發(fā)光二極管是在電流狀態(tài)下工作的，一般導通電流為10mA~15mA，所以即使有很大幅度的干擾，這種干擾也會由于不能提供足夠的電流而被抑制掉。
（2）雙絞屏蔽線長線傳輸 信號在傳輸過程中會受到電場、磁場和地阻抗等干擾因素的影響，采用接地屏蔽線可以減小電場的干擾。雙絞線與同軸電纜相比，雖然頻帶較差，但波阻抗高，抗共模噪聲能力強，能使各個小環(huán)節(jié)的電磁感應干擾相互抵消。
另外，在長距離傳輸過程中，一般采用差分信號傳輸，可提高抗干擾性能。采用雙絞屏蔽線長線傳輸可以有效地抑制前文提到的干擾現象中的（2）、（3）、（4）種干擾的產生。
3、接地問題處理辦法 在低電平放大電路中合理“接地”是減少“地”噪聲干擾的重要措施，必須予以特別注意。當使用單電源供給多只傳感器、儀器儀表時，應該盡量減少接地電阻引進的干擾。
若供電電源的壓降必須減到最小，則電源“高”端導線也可按相似的方法接線。包括有多個電源和多個傳感器、儀器儀表的系統則需要考慮得更多一些，通常不管電源是誰供給，將地線匯集到公共點，然后和系統的公共端接在一起，所有電源1的負載都回到電源1公共端，所有的電源2負載都回到電源2的公共端，最后用一條粗導線將公共端連在一起。
在多電源系統中，可能需要進行判斷性試驗，確定地線接法，以達到最佳的解決。
2.消除干擾的方法有哪些
抗干擾：用來對抗通訊或雷達運行的任何干擾的系統或技術 。
學術定義：（1）抗干擾的定義是：結合電路的特點使干擾減少到最小。（2）所謂抗干擾：是指設備能夠防止經過天線輸入端，設備的外殼以及沿電源線作用于設備的電磁干擾。
措施 抗干擾措施的基本原則是：抑制干擾源，切斷干擾傳播路徑，提高敏感器件的抗干擾性能。1、抑制干擾源 抑制干擾源就是盡可能的減小干擾源的du/dt,di/dt。
這是抗干擾設計中最優(yōu)先考慮和最重要的原則，常常會起到事半功倍的效果。減小干擾源的du/dt主要是通過在干擾源兩端并聯電容來實現。
減小干擾源的di/dt則是在干擾源回路串聯電感或電阻以及增加續(xù)流二極管來實現。抑制干擾源的常用措施如下：⑴繼電器線圈增加續(xù)流二極管，消除斷開線圈時產生的反電動勢干擾。
僅加續(xù)流二極管會使繼電器的斷開時間滯后，增加穩(wěn)壓二極管后繼電器在單位時間內可動作更多的次數。⑵在繼電器接點兩端并接火花抑制電路（一般是RC串聯電路，電阻一般選幾K到幾十K，電容選0.01uF），減小電火花影響。
⑶給電機加濾波電路，注意電容、電感引線要盡量短。⑷電路板上每個IC要并接一個0.01μF~0.1μF高頻電容，以減小IC對電源的影響。
注意高頻電容的布線，連線應靠近電源端并盡量粗短，否則，等于增大了電容的等效串聯電阻，會影響濾波效果。⑸布線時避免90度折線，減少高頻噪聲發(fā)射。
⑹可控硅兩端并接RC抑制電路，減小可控硅產生的噪聲（這個噪聲嚴重時可能會把可控硅擊穿的）。2、切斷干擾傳播路徑的常用措施 ⑴充分考慮電源對單片機的影響。
電源做得好，整個電路的抗干擾就解決了一大半。許多單片機對電源噪聲很敏感，要給單片機電源加濾波電路或穩(wěn)壓器，以減小電源噪聲對單片機的干擾。
比如，可以利用磁珠和電容組成π形濾波電路，當然條件要求不高時也可用100Ω電阻代替磁珠。⑵如果單片機的I/O口用來控制電機等噪聲器件，在I/O口與噪聲源之間應加隔離（增加π形濾波電路）。
控制電機等噪聲器件，在I/O口與噪聲源之間應加隔離（增加π形濾波電路）。⑶注意晶振布線。
晶振與單片機引腳盡量靠近，用地線把時鐘區(qū)隔離起來，晶振外殼接地并固定。此措施可解決許多疑難問題。
⑷電路板合理分區(qū)，如強、弱信號，數字、模擬信號。盡可能把干擾源（如電機，繼電器）與敏感元件（如單片機）遠離。
⑸用地線把數字區(qū)與模擬區(qū)隔離，數字地與模擬地要分離，最后在一點接于電源地。A/D、D/A芯片布線也以此為原則，廠家分配A/D、D/A芯片引腳排列時已考慮此要求。
⑹單片機和大功率器件的地線要單獨接地，以減小相互干擾。大功率器件盡可能放在電路板邊緣。
⑺在單片機I/O口，電源線，電路板連接線等關鍵地方使用抗干擾元件如磁珠、磁環(huán)、電源濾波器，屏蔽罩，可顯著提高電路的抗干擾性能。⒊提高敏感器件的抗干擾性能 提高敏感器件的抗干擾性能是指從敏感器件這邊考慮盡量減少對干擾噪聲的拾取，以及從不正常狀態(tài)盡快恢復的方法。
提高敏感器件抗干擾性能的常用措施如下：⑴布線時盡量減少回路環(huán)的面積，以降低感應噪聲。⑵布線時，電源線和地線要盡量粗。
除減小壓降外，更重要的是降低耦合噪聲。⑶對于單片機閑置的I/O口，不要懸空，要接地或接電源。
其它IC的閑置端在不改變系統邏輯的情況下接地或接電源。⑷對單片機使用電源監(jiān)控及看門狗電路，如：IMP809,IMP706,IMP813,X25043,X25045等，可大幅度提高整個電路的抗干擾性能。
⑸在速度能滿足要求的前提下，盡量降低單片機的晶振和選用低速數字電路。⑹IC器件盡量直接焊在電路板上，少用IC座。
4、軟件方面 ⑴我習慣于將不用的代碼空間全清成"0"，因為這等效于NOP，可在程序跑飛時歸位； ⑵在跳轉指令前加幾個NOP，目的同1； ⑶在無硬件WatchDog時可采用軟件模擬WatchDog，以監(jiān)測程序的運行； ⑷涉及處理外部器件參數調整或設置時，為防止外部器件因受干擾而出錯可定時將參數重新發(fā)送一遍，這樣可使外部器件盡快恢復正確；⑸通訊中的抗干擾，可加數據校驗位，可采取3取2或5取3策略； ⑹在有通訊線時，如I^2C、三線制等，實際中我們發(fā)現將Data線、CLK線、INH線常態(tài)置為高，其抗干擾效果要好過置為低。5、硬件方面 ⑴地線、電源線的布線肯定重要了?、凭€路的去耦； ⑶數、模地的分開； ⑷每個數字元件在地與電源之間都要104電容； ⑸在有繼電器的應用場合，尤其是大電流時，防繼電器觸點火花對電路的干擾，可在繼電器線圈間并一104和二極管，在觸點和常開端間接472電容，效果不錯?、蕿榉繧/O口的串擾，可將I/O口隔離，方法有二極管隔離、門電路隔離、光偶隔離、電磁隔離等； ⑺當然多層板的抗干擾肯定好過單面板，但成本卻高了幾倍。
⑻選擇一個抗干擾能力強的器件比之任何方法都有效，我想這點應該最重要。因為器件天生的不足是很難用外部方法去彌補的，但往往抗干擾能力強的就貴些，抗干擾能力差的就便宜，正如臺灣的東東便宜但性能卻大打折扣一樣！主要看各位的應用場合了！實現辦法 ⒈干擾現象分析 干擾成因：現有的國內衛(wèi)星廣播電視系統普遍采用的是透明轉發(fā)器和單波束賦形。
3.簡述通常干擾抑制技術有哪些
LTE特有的OFDMA接入方式，使本小區(qū)內的用戶信息承載在相互正交的不同載波上，因此所有的干擾來自于其他小區(qū)。對于小區(qū)中心的用戶來說。其本身離基站的距離就比較近，而外小區(qū)的干擾信號距離又較遠，則其信干噪比相對較大：但是對于小區(qū)邊緣的用戶，由于相鄰小區(qū)占用同樣載波資源的用戶對其干擾比較大，加之本身距離基站較遠，其信干噪比相對就較小，導致雖然小區(qū)整體的吞吐量較高，但是小區(qū)邊緣的用戶服務質量較差。吞吐量較低。因此，在LTE中，小區(qū)間干擾抑制技術非常重要。
2.1干擾隨機化
對于0FDMA的接人方式，來自外小區(qū)的干擾數目有限，但干擾強度較大，干擾源的變化也比較快，不易估計，于是采用數學統計的方法來對干擾進行估計就成為一種比較簡單可行的方法。干擾隨機化不能降低干擾的能量，但能通過給干擾信號加擾的方式將干擾隨機化為“白噪聲”，從而抑制小區(qū)間干擾，因此又稱為“干擾白化”。干擾隨機化的方法主要包括小區(qū)專屬加擾和小區(qū)專屬交織。
a）小區(qū)專屬加擾，即在信道編碼后，對干擾信號隨機加擾。如圖l所示，對小區(qū)A和小區(qū)B，在信道編碼和交織后，分別對其傳輸信號進行加擾。如果沒有加擾，用戶設備（UE）的解碼器不能區(qū)分接收到的信號是來自本小區(qū)還是來自其他小區(qū)，它既可能對本小區(qū)的信號進行解碼，也可能對其他小區(qū)的信號進行解碼，使得性能降低。小區(qū)專屬加擾可以通過不同的擾碼對不同小區(qū)的信息進行區(qū)分，讓UE只針對有用信息進行解碼，以降低干擾。加擾并不影響帶寬，但是可以提高性能。
b）小區(qū)專屬交織，即在信道編碼后，對傳輸信號進行不同方式的交織。如圖2所示，對于小區(qū)A 和小區(qū)B，在信道編碼后分別對其干擾信號進行交織。小區(qū)專屬交織的模式可以由偽隨機數的方法產生，可用的交織模式數（交織種子）是由交織長度決定的，不同的交織長度對應不同的交織模式編號， UE端通過檢查交織模式的編號決定使用何種交織模式。在空間距離較遠的小區(qū)間，交織種子可以復用，類似于蜂窩系統中的頻分復用。對于干擾的隨機化而言，小區(qū)專屬交織和小區(qū)專屬加擾可以達到相同的系統性能。
干擾隨機化繼續(xù)沿用 CDMA系統成熟的加擾技術，比較簡單可行。但面對的問題是將干擾視為白噪聲處理，可能會造成由于統計特性的不同而帶來的測量誤差。干擾刪除技術可以顯著改善小區(qū)邊緣的系統性能，獲得較高的頻譜效率，但是對于帶寬較小的業(yè)務（如VolP）則不太適用，在OFDMA系統中實現也比較復雜。后續(xù)對它的研究不多。干擾協調/避免則是目前研究的一項熱門技術，其實現簡單，可以應用于各種帶寬的業(yè)務。并且對于干擾抑制有很好的效果，適合于OFDMA 這種特定的接人方式，但是在提高小區(qū)邊緣用戶性能的同時帶來了小區(qū)整體吞吐量的損失。以上3種小區(qū)間的干擾抑制方法可以相互結合，相互補充，以獲得更高的系統增益。
4.傳感器信號傳輸中通常有哪些抗干擾措施
1、供電系統的抗干擾設計
(1)用硬件線路抑制尖峰干擾的影響
(2)利用軟件方法抑制尖峰干擾
(3)采用硬、軟件結合的看門狗（watchdog）技術抑制尖峰脈沖的影響
(4)實行電源分組供電，例如：將執(zhí)行電機的驅動電源與控制電源分開，以防止設備間的干擾。
(5)采用噪聲濾波器也可以有效地抑制交流伺服驅動器對其它設備的干擾。該措施對以上幾種干擾現象都可以有效地抑制。
(6)采用隔離變壓器
(7)采用高抗干擾性能的電源，如利用頻譜均衡法設計的高抗干擾電源。
2、信號傳輸通道的抗干擾設計
(1)光電耦合隔離措施
(2)雙絞屏蔽線長線傳輸
3、局部產生誤差的消除
4、接地問題處理辦法
5、軟件濾波
(1)平均值濾波 （2）中值濾波 （3）限幅濾波 （4） 慣性濾波
6、其他抗干擾技術
5.抗干擾有哪幾種方式
電磁干擾EMI(Electromagnetic Interference)，有傳導干擾和輻射干擾兩種。
傳導干擾是指通過導電介質把一個電網絡上的信號耦合（干擾）到另一個電網絡。輻射干擾是指干擾源通過空間把其信號耦合（干擾）到另一個電網絡。
在高速PCB及系統設計中，高頻信號線、集成電路的引腳、各類接插件等都可能成為具有天線特性的輻射干擾源，能發(fā)射電磁波并影響其他系統或本系統內其他子系統的正常工作。 電磁干擾（EMI） EMI是干擾電纜信號并降低信號完好性的電子噪音，EMI通常由電磁輻射發(fā)生源如馬。
6.信號隔離器的抗擾措施
供電系統的抗干擾設計
對傳感器、儀器儀表正常工作危害最嚴重的是電網尖峰脈沖干擾。產生尖峰干擾的用電設備有：電焊機、大電機、可控機、繼電接觸器、帶鎮(zhèn)流器的充氣照明燈，等等。尖峰干擾可用硬件、軟件和（或者）硬件軟件結合的辦法來抑制。
(1)用硬件線路抑制尖峰干擾的影響，常用辦法主要有三種：
①在儀器交流電源輸入端串入按頻譜均衡的原理設計的干擾控制器，將尖峰電壓集中的能量分配到不同的頻段上，從而減弱其破壞性；
②在儀器交流電源輸入端加超級隔離變壓器，利用鐵磁共振原理抑制尖峰脈沖；
③在儀器交流電源的輸入端并聯壓敏電阻，利用尖峰脈沖到來時電阻值減小以降低儀器從電源分得的電壓，從而削弱干擾的影響。
(2)利用軟件方法抑制尖峰干擾
對于周期性干擾，可以采用編程進行時間濾波，也就是用程序控制可控硅導通瞬間不采樣，從而有效地消除干擾。
(3)采用硬、軟件結合的看門狗（watchdog）技術抑制尖峰脈沖的影響
軟件：在定時器定時到之前，CPU訪問一次定時器，讓定時器重新開始計時，正常程序運行，該定時器不會產生溢出脈沖，watchdog也就不會起作用。一旦尖峰干擾出現了“飛程序”，則CPU就不會在定時到之前訪問定時器，因而定時信號就會出現，從而引起系統復位中斷，保證智能儀器回到正常程序上來。
(4)實行電源分組供電，例如：將執(zhí)行電機的驅動電源與控制電源分開，以防止設備間的干擾。
(5)采用噪聲濾波器也可以有效地抑制交流伺服驅動器對其它設備的干擾。該措施對以上幾種干擾現象都可以有效地抑制。
7.針對連續(xù)波的信號有哪些干擾措施
1、供電系統的抗干擾設計 （1）用硬件線路抑制尖峰干擾的影響 （2）利用軟件方法抑制尖峰干擾 （3）采用硬、軟件結合的看門狗（watchdog）技術抑制尖峰脈沖的影響 （4）實行電源分組供電，例如：將執(zhí)行電機的驅動電源與控制電源分開，以防止設備間的干擾。
（5）采用噪聲濾波器也可以有效地抑制交流伺服驅動器對其它設備的干擾。該措施對以上幾種干擾現象都可以有效地抑制。
（6）采用隔離變壓器 （7）采用高抗干擾性能的電源，如利用頻譜均衡法設計的高抗干擾電源。 2、信號傳輸通道的抗干擾設計 （1）光電耦合隔離措施 （2）雙絞屏蔽線長線傳輸 3、局部產生誤差的消除 4、接地問題處理辦法 5、軟件濾波 （1）平均值濾波 （2）中值濾波 （3）限幅濾波 （4） 慣性濾波 6、其他抗干擾技術。
8.如何濾除高頻尖峰脈沖干擾
前沿尖峰的一些抑制方法
1：選用軟恢復特性的肖特基二極管，或采用在整流管前串聯電感的方法比較有效，或在開關管整流管的磁珠。磁芯材料選用對高頻振蕩呈高阻抗衰減特性的鐵氧體材料，等。
2：在二次側接入RC吸收回路可進一步減小前沿尖峰的幅值，降低二極管恢復過程中的振蕩頻率。
3：多個整流二極管并聯；適當增大整流二極管的電流容量，可相對減小反向恢復時的關斷時間，限制反向短路電流的數值，可抑制電流尖峰和降低導通損耗。
4：盡量使元件布局走線合理 ，減小大電流回路的面積，對EMI的抑制也比較有效。
后沿尖峰的抑制方法
1：選用開關速度快的整流二極管
2：選用高導磁率的磁芯，變壓器設計時激磁電流盡可能小
3：選用高磁通密度的材料，確保在惡劣環(huán)境下變壓器不會飽和?？扇值為飽和值的一半或1/3
4：選用閉合磁路的罐形或PQ磁芯減小漏磁。
5：高頻變壓器繞制盡量減小漏感。采用夾心繞法或三文治繞法。繞線盡量均勻分布在骨架上。選用漆包線時要考慮到趨膚效應。
6：在開關管的D-S之間并聯RC吸收回路。
